第1章多媒体CAI课件开发概述.pdf

第 1 章多媒体 CAI 课件开发概述CAI （Computer Assisted Instruction ）是计算机辅助教学在美国的简称，强调“教”；在英国一般用CAL （Computer Assisted Learning ） ，强调“学” ；类似的概念还有CBL 或 CBT（分别代表 Computer Based Learning/Training ） 本书在不考虑这些细微差别的情况下，统称为计算机辅助教学，简称CAI ，是指以计算机为主要教学媒介，辅助教师所进行的教学活动也就是说，使用计算机来帮助教师教学，帮助学生学习，使教学和学习在计算机多媒体教学环境中轻松地进行课件译自英文Courseware，其本意是课程软件严格来说，课件是根据教学大纲的要求，经过教学目标确定，教学内容和任务分析，教学活动结构及界面设计等环节，而加以制作的课程软件毫无疑问它属于教学软件，它与课程内容有着直接联系以此类推，所谓多媒体课件是根据教学大纲的要求和教学需要，经过严格的教学设计，并以多种媒体的表现方式和超文本结构制作而成的课程软件课件属于教学软件，但并不是所有的教学软件都可称为课件教学软件泛指各种能为教学目的服务的应用软件，按与课程内容的相关性分类，教学软件一般可分为三类：内容特定的教学软件、内容相关的教学软件（指与课程教学内容有关，但又包含了课程论题之外内容的软件，如电子百科）和内容无关的教学软件（指虽与课程教学内容无直接连接，但可用于作为支持学习活动的工具软件）。

课件属于内容特定的教学软件，为了方便使用和学习，多媒体课件除了软件之外，还应配有说明文件，即关于软件使用的说明资料（文档） ，有时还包括学生用书、教师用书等多媒体CAI 课件是教学系统中的一个子系统，它是连接教、学双方的桥梁和纽带，是实现 CAI 过程的中介或载体，它的基本功能是教学功能任何系统都应基于输入、输出和环境进行设计，课件的设计也是如此作为教学系统中的课件，其输入是学习者特性，输出是该课件的教学目标，外部环境是计算机的硬件和软件具有一定学习特性的学习者经过该系统的学习后，应能达到教学目标的要求由于多媒体CAI 课件具有教学的功能性，因此，课件设计应基于教学设计进行；CAI 课件作为一种计算机软件，课件的开发和维护也应按照软件工程的方法去组织、管理也就是说，作为一种有效的课件开发方法，应将教学设计的方法和软件工程的方法有效地结合起来，以教学设计的方法对课件的教学内容、教学过程及其控制进行设计，这是课件设计的核心在课件开发的组织和技术方法上，则应遵循软件工程的方法，例如，开发阶段的划分，开发过程的组织、实施，开发技术的应用等，都应采用软件工程的思想和技术多媒体课件的开发工作，可以从教学需求分析，确定开发目标；分析教学内容，进行教学逻辑设计、教学单元设计；编写文字脚本、制作脚本；程序实现，课件生成；试用评价，反馈修改完善；推广发行等几个方面进行。

课件开发的全过程以及各阶段之间的相互关系可以用图 1-1 表示从软件工程的角度看，教学需求分析，教学逻辑设计，教学单元设计，课件生成（编码与调试），试用评价，修改，发行等不同阶段，与一般软件开发的需求分析和可行性研究，系多媒体 CAI 课件设计与制作（第二版）2 统设计，详细设计，编码测试，维护和发行几个阶段大致相对应图 1-1 课件开发过程我们常说的课件设计，大体可以分为教学需求分析、教学逻辑设计、教学单元设计三大步骤其中教学需求分析和教学逻辑设计属于课件的内部设计，其设计结果对最终用户学生是透明的（不可见的），但却决定着课件的框架结构、教学模式与教学风格，是课件设计的主要内容教学单元设计属于课件的外部设计，其设计结果在课件运行时，以框面的形式直接呈现在用户面前课件设计是课件开发的重要环节，课件设计的水平高低直接决定着课件的质量在实际课件开发中，课件设计常常得不到足够的重视，甚至越过课件设计过程，直接进行程序设计，造成许多课件在开发完成后达不到预期的效果其原因在于这些课件不符合教学规律，没有掌握多媒体课件的设计方法因此，要提高课件的质量，必须严格按照课件开发的流程，精心进行设计本章主要从课件设计（包括教学需求分析、教学逻辑设计、 教学单元设计） 、课件生成 （程序实现）、课件的试用评价及推广发行等几个方面介绍多媒体课件的开发过程。

1.1 教学需求分析事实证明，不是任何内容只要使用多媒体CAI 课件就能取得好的教学效果在实际教学中，往往是配合讲解，穿插使用CAI 课件，而不是利用CAI 课件教整门课程教学需求分析的主要任务是论证课件开发的必要性和可行性也就是在动手设计课件之前，我们先要问一问自己为什么要开发这个课件？该课件是否符合学生学习的需要？不使用这个课件对教学有何影响？如果不了解这一点，就有可能造成人力、物理和财力上的浪费教学需求分析首先需要分析教学中教师和学生在什么课程、什么内容上适合于采用课件进行教学，从而形成该课件的主题其次要论证课件开发在技术上是可实现的，在物力、财力、时间上是有保证的该阶段需要确定课件开发目标，分析教学对象，运行环境，课件规模，开发队伍以及评价策略等1.1.1 调查研究确定课题该阶段需要了解当前教学或训练中存在的问题，提出课件开发的任务为了明确任务，需了解是否有已开发的类似课件，在没有类似课件或即使有但达不到教学要求的情况下，该课件的开发才是必要的和有价值的；同时，还要认真分析开发的课件能在多大程度上解决所提出的问题，课件开发是不是最佳的解决方案，从而形成所要开发课件的主题教学需求分析教学逻辑设计教学单元设计推广发行修改课件生成（编码与调试）试用评价第 1 章多媒体 CAI 课件开发概述31.1.2 确定课件开发目标和类型课件开发的目标不是课件的教学目标，它是指课件开发的目的性问题，也就是课件开发的作用问题。

由于目前在教学中使用的课件在人工智能方面还达不到人类教师的水平，所以课件还不能替代传统的课堂教学，课件在教学中的应用还仅仅是辅助教学，所以教学中哪些课程、哪些教学内容适合开发为课件，并且课件在实际教学中所应发挥的作用，是开发课件时应认真考虑的问题但是我们的出发点是：计算机辅助教学做的好的就让计算机做，传统教学做的好的就用传统教学总的目的是使学生能进行有效的学习，使教学达到最优化如果开发的课件能达到下列具体的目标之一，此课件就有必要开发1）图文并茂，激发学生的学习兴趣：课件是由文本、图形、动画、声音、视频等多媒体信息组成，提供多感官的综合刺激，能提高学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，改善学习态度2）友好的交互界面，实现个别化教学：课件提供了人机交互的学习环境，使学生根据自己的知识基础和认知能力，选择学习的内容，充分发挥学生的主动性，体现学生的认知主体作用，使教学效果更好，学习效率更高：实现个别化教学是课件开发的目标之一3）丰富的信息资源，提高教学质量：课件提供了丰富多彩的多媒体信息和大量不同层次的资料，扩大了学生的知识面，加深了学生的理解，提高了教学质量4）节省教学资金，取代危险实验：课件可以采用虚拟现实技术或模拟方法来实现某些实验或训练，这样可以节约大量资金和时间，取代危险实验或难以进行的实验。

5）用新开发的课件代替旧课件：对某些已有的现成课件，用新的教学方法、教学策略重新进行设计，或在原有的纯文字型课件中加入多媒体的表现手法，以达到更好的教学效果在该阶段，还要分析该课件是帮助教师课堂教学，还是课后学生或学生自学而用，由此在整体上决定课件的表现类型表现类型制约着课件的整体结构形成如以辅助教师课堂讲授为目的的课件，要与教师的讲授教学策略相吻合可以设计成固化的教学程序，其结构可以是线性的，也可以根据教学需要设计成分支式或数据库形式等另外，辅助教师讲授的课件不必安排得面面俱到，要给教师留有活动的空间如果是以帮助学生自学或个别化为目的的课件，它的教学策略就根据需要设计成指导型、咨询型或百科全书型，其整体结构大都是可灵活跳转的超文本结构要有足够的灵活性，以适应学生的个性差异最后，要对课件的制作和应用前景进行可行性论证课件可以根据不同的标准进行划分，从而有不同的类型，常见的类型划分如下1根据教学任务或活动划分（1）个别指导型课件：个别指导型课件主要完成对学生个性化学习的，类似于传统教学中教师与学生一对一进行“家庭教师式”教学模式其基本策略是：呈现教学内容供学生进行学习；就教学内容提出问题；学生应答；计算机进行评判和诊断；若是错误的应答，（2）练习训练型课件：练习训练型课件主要用来对学习者某种技能的培养。

其基本策略是：拥有大量的问题（如试题）、提出问题（呈现试题），学习者解答试题、核对判断，进行下一步的学习3）模拟与游戏型课件：模拟与游戏型课件主要是模拟某种系统、现象或过程，形成较多媒体 CAI 课件设计与制作（第二版）4 为“真实”的学习情景，以便让学习者参与进来，提高学习的兴趣和效率，而游戏型课件往往设计一种带有竞争性的学习环境，对学习者有着强烈的吸引力4）问题解决型课件：问题解决型课件主要用来培养学习者分析问题、解决问题的能力这主要是设计特定的问题环境，引起学习者的求解欲望和调动其已掌握的基础知识，学习者输入解决问题的方案，计算机给予判断，若无错误，则允许学习者继续进行下一步的求解5）资料型课件：资料型课件的主要目的是向学习者或课堂教学提供学习信息资源，但它不对学习过程实施评价和控制资料型课件的编排大致有两类：一种是“百科全书”式的编排，即按教学内容内在的逻辑关系或类属关系来编排另一种“仓储式”的编排，即把教学中所需要的各种“媒种”如文本、图像、录像和声音等分类集合存放这样，在教学中方便教师调取演示6）演示型课件：演示型课件的主要目的是在课堂教学中辅助教师的讲授活动也是目前广大教师能够直接参与设计制作的课件类型之一。

这类课件基本上遵循着传统课堂授课的方式，比较容易被教师理解和接受，也比较容易设计和制作因为，这类课件只关注教学内容，而把教学的策略、程序和控制等问题交给了上课的教师2从课件的开发和研制的角度划分（1）基于课堂教学策略的课件：该类课件的研制是将教学策略和教学模式设计寓于课件之中，或是说这类课件意在体现某种教学策略或模式上述根据教学任务和活动来分类的课件大都属于这类课件2）电子作业支持系统：这是一种具有“及时学习”或“即求即应”学习功能的课件类型这类课件主要由知识库、交互学习/训练支持、专家系统、帮助以及用户界面等部分组成它将学习置于工作过程之中，既有利于解决工作中的实际问题，又便于学习者理论联系实际3）群件：这是一类能支持群体或小组合作化学习的课件这类课件是基于网络技术而产生的学习者利用网络和计算机可进行群体或小组形式的学习群件的结构和形式有其独到之处，主要将研制的重点放在对小组学习过程的控制、管理、学生之间的通信，以及友好学习界面的设计等方面4）积件：这是一类由结构化的多媒体教学素材或知识单元组合的课件多媒体教学素材或知识单元就像一块块积木，可根据教学的需要将它们搭配组合，故称之为积件。

利用某个著作工具，教师只需要简单地将部分素材元素进行组合，便会形成一个教学需要的课件这种根据教师思路和教学风格来灵活组合课件的方式，正受到教育界的欢迎1.1.3 教学对象分析教学对象是课件的学习者，深入了解教学对象特征，可以提高课件的针对性，提高课件的教学质量了解学习者为了学习新内容应具备的相关知识和技能，对学习的认识和态度；了解学习者的特点，包括他们的年龄、性别、职业、学习能力、文化背景、工作经验等这关系到课件所确定的教学目标的实现，课件使用的教学策略等具体来说，这就是确定开发课件的类型，确定教学的起点，采用的媒体和表现内容的界面等是否得当，是否适合学生的能力，教学方式、方法是否适当，能否达到教学目标等例如，针对小学生的课件，就要根据小学生第 1 章多媒体 CAI 课件开发概述5具有明显的形象。